Опис схеми установки

Схему лабораторної установки показано на рис. 9.4. Вона складається з нутч-фільтра (воронки Бюхнера) 2, на якому фільтрування проводиться під розрідженням, що створює вакуум-насос 1. Суспензію, яку треба фільтрувати (суміш води і крейди), готують в окремій посудині. Перед початком фільтрування суспензію в посудині перемішують.

Фільтрат надходить у градуйований приймач (колбу Бюнзена) 3.

Рушійну силу (величину розрідження) визначають за допомогою вакуумметра 4 і регулюють краном 6. Для підтримування постійного розрідження установка оснащена буферною ємкістю 5.

Рис. 9.4 Установка для визначення констант фільтрування

1- вакуум-насос; 2 – нутч-фільтр (воронка Бюхнера); 3 - приймач фільтрату (колба Бюнзена);

4 – вакуумметр; 5 – буферна ємкість; 6 - кран

Прилади, обладнання, матеріали та хімічні реактиви:

1. Компресор (вакуум-насос) УК 25-16М

2. Вакуумметр ДВ 05 -100-0 кПа

3. Секундомір

4. Штангельциркуль

5. Лінійка, 0-30

6. Термометр, спиртовий, 0-100⁰ С

7. Нутч- фільтр (воронка Бюхнера, 0,5 л)

8. Приймач фільтрату (колба Бюнзена, 1,5 л)

9. Буферна ємкість (колба круглодонна, двохгорла , 2,0 л)

10.Трійник скляний, 10 мм

11. Кран двоходовий, 10 мм

12. Конічна колба, 1,0 л

13. Циліндр мірний, 0,5 л

14. Фільтрувальний папір «синя стрічка»

15. Крейда мелена

16. Пісок

17. Вода

Методика проведення роботи

1. Із води і крейди готуємо суспензію, щоб вміст твердої фази в ній був 15-20 %. Якщо суспензія приготовлена заздалегідь, то перед початком досліду її добре перемішують протягом 3-5 хвилин.

2. Одночасно з приготуванням (перемішуванням) суспензії готуємо до роботи фільтрувальну установку. Із фільтрувального паперу вирізаємо фільтри за розміром воронки Бюхнера 2, яка є аналогом нутч-фільтра. Фільтр укладаємо у воронку, змочуємо по всій поверхні 10-15 мл води, кількість якої потім враховуємо при замірах об’єму фільтрату. Час на складання нутч-фільтра τ_ск (промивання фільтра, укладання фільтрувальної перегородки, її змочування тощо) фіксуємо для визначення тривалості допоміжних операцій τ_д.

3. Розподіляємо обов’язки між виконавцями. Один - стежить за об’ємом фільтрату в приймачі 3, (50, 100, 150 мл і т.д.) і в момент досягнення відповідної величини об’єму подає команду «замірювання». Другий - із секундоміром стежить за часом і в момент подавання команди записує відповідний час τ з наростаючим підсумком від початку досліду. Третій – слідкує за розрідженням необхідним для фільтрування (рушійною силою Δp) і записує її величину.

4. Виконавши всі підготовчі роботи, вмикаємо компресор 1 і виливаємо добре перемішану суспензію на нутч-фільтр 2. Краном 6 встановлюємо потрібне розрідження Δp в системі. Як тільки потече фільтрат вмикаємо секундомір і вимірюємо час фільтрування певного об’єму фільтрату.

Дослід продовжуємо до тих пір, доки фільтрат перестане поступати в приймач 3. Це означає, що процес фільтрування завершено. Записуємо результати останніх вимірювань об’єму фільтрату і часу, Вимикаємо вакуум-насос 1, скидаємо розрідження із системи краном 6.

5. Фільтрувальну установку розбираємо. Приймач 3 від’єднуємо, фільтрат виливаємо в мірний циліндр, вимірюємо температуру фільтрату, уточняємо об’єм фільтрату. Із нутч-фільтра 2 виймаємо фільтрувальний папір із осадом. За допомогою штангельциркуля вимірюємо товщину шару h_о і діаметр осаду для наступного розрахунку V_о і х_о. Потім фільтрувальну установку миємо. Час розбирання τ_р додаємо до τ_ск і отримуємо τ_д – час на допоміжні операції при роботі періодично діючого фільтра.